Чтобы осуществить данные электрохимические реакции, необходимо правильно составить гальваническую цепь. В гальванической цепи важно определить электрод – восстановитель и электрод – окислитель, а также знаки полюсов и направление перемещения электронов по внешней цепи.
а) реакция: zn + fe2+ = zn2+ + fe
- В данной реакции цинк (Zn) восстанавливается, а ион железа (Fe2+) окисляется.
- Значит, электрод – окислитель: Fe
- Электрод – восстановитель: Zn
- Полюс окисления (окислительный полюс): Fe
- Полюс восстановления (восстановительный полюс): Zn
- Направление перемещения электронов: от электрода с цинком (Zn) к электроду с ионом железа (Fe2+).
г) реакция: 2ag+ + h2 = 2ag + 2h+
- В данной реакции ионы серебра (Ag+) восстанавливаются, а молекулы водорода (H2) окисляются.
- Значит, электрод – окислитель: H2
- Электрод – восстановитель: Ag
- Полюс окисления (окислительный полюс): H2
- Полюс восстановления (восстановительный полюс): Ag
- Направление перемещения электронов: от электрода с молекулами водорода (H2) к электроду с ионами серебра (Ag+).
б) реакция: cd + cuso4 = cdso4 + cu
- В данной реакции кадмий (Cd) восстанавливается, а ионы меди (Cu2+) окисляются.
- Значит, электрод – окислитель: Cu
- Электрод – восстановитель: Cd
- Полюс окисления (окислительный полюс): Cu
- Полюс восстановления (восстановительный полюс): Cd
- Направление перемещения электронов: от электрода с кадмием (Cd) к электроду с ионами меди (Cu2+).
д) реакция: ni + 2h+ = h2 + ni2+
- В данной реакции никель (Ni) восстанавливается, а ионы водорода (H+) окисляются.
- Значит, электрод – окислитель: H+
- Электрод – восстановитель: Ni
- Полюс окисления (окислительный полюс): H+
- Полюс восстановления (восстановительный полюс): Ni
- Направление перемещения электронов: от электрода с никелем (Ni) к электроду с ионами водорода (H+).
в) реакция: mn + 2agno3 = mn(no3)2 + 2ag
- В данной реакции марганец (Mn) восстанавливается, а ионы серебра (Ag+) окисляются.
- Значит, электрод – окислитель: Ag
- Электрод – восстановитель: Mn
- Полюс окисления (окислительный полюс): Ag
- Полюс восстановления (восстановительный полюс): Mn
- Направление перемещения электронов: от электрода с марганцем (Mn) к электроду с ионами серебра (Ag+).
2.
а) Чтобы найти массовую долю раствора, нужно разделить массу растворенного вещества на общую массу раствора и умножить на 100%.
Для раствора при 0°C: массовая доля = (50 г / 100 г) * 100% = 50%.
Для раствора при 45°C: массовая доля = (80 г / 100 г) * 100% = 80%.
б) Чтобы найти массу соли, которую можно дополнительно растворить, нужно вычесть массу растворенной соли в насыщенном при 0°C растворе из массы раствора, который требуется дополнительно насытить.
Масса соли, которую можно дополнительно растворить при 45°C в 2 кг раствора:
Масса воды в 2 кг раствора = 2 кг - (50 г / 100 г) * 2 кг = 2 кг - 1 кг = 1 кг.
Масса соли, которую можно дополнительно растворить = (80 г / 100 г) * 1 кг = 0,8 кг.
3.
Для растворения 55,6 г FeSO4 • 7H2О нужно знать молярную массу этого соединения.
Молярная масса FeSO4 • 7H2O = молярная масса FeSO4 + молярная масса 7H2O.
Чтобы растворить 55,6 г FeSO4 • 7H2O, нужно растворитель объемом:
Объем = масса / плотность = 55,6 г / 1,1 г/см³ = 50,55 см³ = 0,05055 дм³.
Pастворимость FeSO4 при 0°C = 266 г/дм³.
Масса FeSO4 в насыщенном при 20°C растворе = Pастворимость * объем раствора = 266 г/дм³ * 0,05055 дм³ = 13,4283 г.
Чтобы получить насыщенный при 20°C раствор FeSO4, нужно взять воды объемом около 0,05055 дм³.
4.
Чтобы найти массу соли, которую можно дополнительно растворить, нужно вычесть массу соли в насыщенном при 40°C растворе из массы раствора и умножить на массовую долю соли в насыщенном растворе.
Масса соли в насыщенном при 40°C растворе = массовая доля * масса всего раствора = 62,8% * 250 г = 157 г.
Масса соли, которую можно дополнительно растворить = (масса раствора после нагревания - масса в насыщенном при 40°C растворе) = 250 г - 157 г = 93 г.
5.
Для определения растворимости нитрата натрия при 20°C в г на 1 дм³ воды, нужно знать массу осадка и объем раствора.
Масса осадка = масса раствора до охлаждения - масса раствора после охлаждения = 12,45 г - 0,317 г = 12,133 г.
Объем раствора = масса осадка / плотность = 12,133 г / 1 г/см³ = 12,133 см³ = 0,012133 дм³.
Растворимость нитрата натрия при 20°C = 149 г/дм³.
Масса нитрата натрия в насыщенном при 20°C растворе = растворимость * объем раствора = 149 г/дм³ * 0,012133 дм³ = 1,807417 г.
6.
Чтобы рассчитать массу осадка KClO3, нужно знать массу растворенных веществ в исходных растворах и их массовые доли в растворах.
Масса KClO3 в растворе NaClО3 = 100 г * 0,3195 = 31,95 г.
Масса KClO3 в растворе KCl = 100 г * 0,2235 = 22,35 г.
Масса осадка KClO3 = Масса KClO3 в растворе NaClО3 + Масса KClO3 в растворе KCl = 31,95 г + 22,35 г = 54,3 г.
7.
Чтобы найти массу выпавшей в осадок соли, нужно знать растворимость соли при 75°C и 10°C, а также объем раствора.
Объем воды в растворе при 75°C = 500 см³ = 0,5 дм³.
Масса соли в насыщенном при 75°C растворе = растворимость * объем раствора = 142 г/100 г * 0,5 дм³ = 0,71 г.
Масса соли в насыщенном при 10°C растворе = растворимость * объем раствора = 10 г/100 г * 0,5 дм³ = 0,05 г.
Масса выпавшей в осадок соли = Масса соли при 75°C - Масса соли при 10°C = 0,71 г - 0,05 г = 0,66 г.
